蛍光磁気ナノセンサーによる細菌汚染の検出

、細菌サンプルに磁気蛍光ナノセンサーを追加します。これらのナノ粒子には、細菌特異的抗体と蛍光色素が含まれています。

インキュベートして細菌との相互作用を可能にし、溶液の磁気特性に検出可能な変化を引き起こします。

対照として細菌を含まないベースラインのナノセンサー溶液を含めます。

各溶液を磁気弛緩計に移し、一定の磁場がサンプル内の磁性粒子を整列させます。

短いパルスを適用して、アライメントを一時的に中断します。

リラクソメーターは、粒子が元の状態に戻る速さ(T2緩和時間)を測定します。

細菌の周囲に集まるナノセンサーは、対照と比較してT2を増加させ、細菌濃度が低い場合でも定量化を可能にします。

逆に、細菌濃度が高いとナノセンサーのクラスタリングが減少し、T2値に影響を与えます。

正確な定量のためには、蛍光測定を行います。

したがって、遠心分離して細菌と結合したナノセンサーを分離します。

蛍光測定のためにペレットを再懸濁します。

起されると、蛍光ナノセンサーが発光し、細菌の測定に役立ちます。

磁気リラクメトリーで読み取るための溶液を調製するために、最初に300マイクロリットルのPBSをエッペンドルフチューブにピペッティングします。次に、細菌ストックのサンプルを加え、続いてナノセンサーを添加します。次に、溶液をガラス管に移し、蒸発を防ぐためにパラフィルムをその上に置きます。

次に、ガラス管を大きなNMR管の内に入れ、磁気弛緩計に挿入します。図のように、細菌を含まず、PBS中のナノセンサーのみを含むベースライン溶液を使用して、ベースラインT2測定値を取得します。次に、さまざまな濃度の細菌を含む溶液を磁気弛緩計に挿入して分析し、T2値の変化はナノセンサーと細菌との結合によって引き起こされます。

示されているように、このモダリティを使用すると、わずか1つの細菌CFUの存在を数分以内に検出できます。しかし、細菌濃度が上昇すると、MR測定値の定量化が難しくなるため、蛍光発出データの使用も正確な細菌定量化に等しい。蛍光データを収集する前に、まずサンプルを遠心分離する必要があります。

溶液はガラス管からエッペンドルフ管に移され、遠心分離されます。これにより、バクテリアとそれに結合したナノセンサーが、溶液中の自由浮遊ナノセンサーから分離されます。上清を廃棄し、細菌ペレットをPBSに再懸濁します。最後に、サンプルは蛍光発光によって分析できます。放出の強さは、溶液中に残っているナノセンサーの量に比例し、したがって存在する細菌の量にも関係します。